Alelopatia: um possível fator relevante em comunidades vegetais campestres e um caminho alternativo no manejo de plantas daninhas?

Abstract

A alelopatia pode desempenhar um papel relevante na dinâmica de campos e também no manejo de plantas daninhas em pastagens. Na região dos campos do sul do Brasil, monoculturas de Eucalyptus têm sido plantadas. A vegetação é escassa sob os plantios, o que pode estar associado à alelopatia. Em uma perspectiva aplicada, aleloquímicos de Eucalyptus poderiam ser potencialmente empregados como herbicidas naturais. Esta tese tem como objetivo avaliar se a alelopatia pode ser um fator determinante na estruturação da vegetação campestre, e se pode consistir em uma potencial ferramenta no controle de plantas daninhas. No capítulo I, uma revisão sistemática foi feita, visando evidenciar tendências gerais, antigas e atuais na pesquisa sobre alelopatia em ecossistemas campestres, com foco nos métodos utilizados. O capítulo II objetivou avaliar a fitotoxidez do extrato aquoso e do óleo essencial das folhas da serapilheira de Eucalyptus saligna Sm. sobre espécies campestres em laboratório. No capítulo III, os efeitos das folhas da serapilheira de E. saligna sobre espécies campestres foram investigados em plantios, bem como se esses efeitos estavam relacionados à alelopatia. O capítulo IV visou avaliar o potencial bioherbicida do óleo essencial das folhas da serapilheira de E. saligna e determinar quais componentes estavam associados a sua fitotoxidez. No capítulo I, evidenciou-se a potencial relevância da alelopatia na dinâmica de campos e no manejo de plantas daninhas em sistemas cultivados. Além disso, observou-se que os trabalhos recentes sobre alelopatia melhoraram em alguns aspectos de desenho experimental, mas não em outros, e que há inconsistência na terminologia utilizada. No capítulo II, observou-se que as folhas da serapilheira de E. saligna apresentaram substâncias fitotóxicas que geraram estresse oxidativo e levaram a danos nas membranas, afetando a germinação e o crescimento de plântulas. No capítulo III, evidenciou-se que as folhas da serapilheira inibiram a vegetação campestre em plantios de E. saligna, mas os efeitos foram principalmente físicos, e efeitos alelopáticos não foram detectados. No capítulo IV, foi demonstrado o potencial do óleo essencial de E. saligna como herbicida natural. O óleo foi mais fitotóxico que seus componentes majoritários, mas isso variou com o método e com as espécies receptoras. Esta tese evidenciou que generalizações sobre fitotoxidez e alelopatia devem ser evitadas. Conclui-se que a alelopatia possui um potencial maior como alternativa no manejo de plantas daninhas do que como um fator atuante sobre o estabelecimento e desenvolvimento de espécies vegetais campestres. Um maior conhecimento sobre alelopatia e seus mecanismos pode levar a avanços na ciência e em áreas aplicadas.

Allelopathy may play a relevant role in dynamics of grasslands, and also in weed management in pastures. In Southern Brazilian grasslands region, Eucalyptus monocultures have been planted. Vegetation is scarce under plantations, which may be associated with allelopathy. In an applied perspective, Eucalyptus allelochemicals may be potentially employed as natural herbicides. This thesis aimed to evaluate if allelopathy may be a key factor shaping grassland vegetation, and if it consists in a potential tool for weed control. In chapter I, a systematic review was conducted, in order to evidence general, old and current trends in allelopathy research in grassland ecosystems, focusing in used methods. Chapter II aimed to assess the phytotoxicity of Eucalyptus saligna Sm. leaf litter aqueous extract and essential oil on grassland species, in laboratory conditions. In chapter III, effects of E. saligna leaf litter on grassland species were investigated in plantations, as well as if these effects were related to allelopathy. Chapter IV aimed to evaluate the bioherbicide potential of E. saligna leaf litter essential oil, and to determine which compounds were related to the oil phytotoxicity. In chapter I, the potential relevance of allelopathy was evidenced in dynamics of grasslands and in weed management in cultivated systems. Moreover, the review demonstrated that allelopathy research has improved in some experimental design issues, but not in others, and inconsistency in terminology was observed. In chapter II, Eucalyptus saligna leaf litter showed phytotoxic compounds that generated oxidative stress and led to membrane damage, affecting seeds and seedling growth. In chapter III, leaf litter was evidenced to inhibit grassland species in E. saligna plantations, but effects were mainly physical, and allelopathic effects were not detected. In chapter IV, the essential oil showed potential as a natural herbicide. In general, E. saligna essential oil was more phytotoxic than its major compounds, but this varied according to the method and the recipient species. This thesis evidenced that generalizations should not be made, neither about phytotoxicity, nor about allelopathy. In conclusion, allelopathy showed greater potential as a tool for weed management than as a relevant factor influencing establishment and development of grassland vegetation. A better knowledge about allelopathy and its mechanisms may lead to advances in science and in applied fields.